JP2000102038A - ２次元映像／３次元映像互換型映像表示装置 - Google Patents

２次元映像／３次元映像互換型映像表示装置

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JP2000102038A
JP2000102038A JP10264394A JP26439498A JP2000102038A JP 2000102038 A JP2000102038 A JP 2000102038A JP 10264394 A JP10264394 A JP 10264394A JP 26439498 A JP26439498 A JP 26439498A JP 2000102038 A JP2000102038 A JP 2000102038A
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image
lens
crystal layer
dimensional
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Masutaka Inoue
益孝 井上
Yoshihiro Furuta
喜裕 古田
Goro Hamagishi
五郎 濱岸
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２次元映像を表示するときに黒い縞を認識さ
せず、更に解像度低下のない２次元映像／３次元映像互
換型映像表示装置を提供する。 【解決手段】 液晶層１０の一方の側に形成された透明
な共通電極１１および他方の側に画面横方向に所定ピッ
チで形成された透明な線状電極９を備え、３次元映像を
観察者に認識させるためのレンチキュラーレンズの機能
を前記液晶層１０にて発揮させる第１の状態及び２次元
映像を観察者に認識させるための非レンズ透明体の機能
を前記液晶層１０にて発揮させる第２の状態を選択的に
形成するように構成されたレンズ効果液晶パネル３０
と、このレンズ効果液晶パネル３０の前記電極１１，９
に電圧を供給する電圧供給部３１とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、３次元映像と２
次元映像とを切り換えて表示することができる２次元映
像／３次元映像互換型映像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、眼鏡を使用しないで３次元映像を
表示する方法として、レンチキュラー方式やパララック
スバリア方式が提案されている。
【０００３】レンチキュラーレンズ方式を用いる３次元
映像表示装置は、図４に示しているように、表示パネル
１００に所定の画素ピッチで右眼用映像（Ｒ）と左眼用
映像（Ｌ）とを縦ストライプ状に交互に表示し、縦長の
蒲鉾レンズを一定のピッチで横方向に並べて成るレンチ
キュラーレンズ１０１により、所定距離をおいた観察者
の右眼には右眼用映像を導き、左眼には左眼用映像を導
くことで、観察者に立体視を行わせるようにしたもので
ある。
【０００４】上記のレンチキュラーレンズ方式の３次元
映像表示装置を用いて２次元映像を表示する場合は、前
記表示パネル１００へは右眼用映像か又は左眼用映像の
いずれかのみを入力すればよい。つまり、観察者は、視
差のない同一の映像を両眼で見ることになるので、２次
元映像を認識する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の３次元映像表示装置で２次元映像を表示する場
合、表示パネル１００の映像出射側にレンチキュラーレ
ンズ１０１が存在するため、観察者は黒い縞を認識し、
且つ解像度が半分になってしまうという欠点がある。
【０００６】この発明は、上記の事情に鑑み、２次元映
像を表示するときでも黒い縞を認識させることがなく、
解像度低下のない２次元映像／３次元映像互換型映像表
示装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明の２次元映像／
３次元映像互換型映像表示装置は、上記の課題を解決す
るために、液晶層の一方の側に形成された透明な共通電
極および他方の側に画面横方向に所定ピッチで形成され
た線状電極を備え、３次元映像を観察者に認識させるた
めのレンチキュラーレンズの機能を前記液晶層にて発揮
させる状態及び２次元映像を観察者に認識させるための
非レンズ透明体の機能を前記液晶層にて発揮させる状態
を選択的に形成するように構成されたレンズ効果液晶パ
ネルと、このレンズ効果液晶パネルの前記電極への電圧
の供給を制御する電圧供給制御手段と、を備えているこ
とを特徴とする。
【０００８】上記の構成であれば、２次元映像を観察者
に認識させるときには、前記電極への電圧の印加を制御
することにより、前記液晶層はレンチキュラーレンズの
機能の発揮を止めて非レンズ透明体として機能するか
ら、観察者はレンチキュラーレンズによる黒い縞を認識
しないことになり、またフル解像度の映像を認識するこ
とができる。
【０００９】３次元映像を観察者に認識させるための映
像と２次元映像を観察者に認識させるための映像とを一
つの画面に混在させて表示させる映像信号生成手段を備
えるとともに、前記電圧供給制御手段は、３次元映像を
観察者に認識させるための映像が表示される領域に対応
する箇所の前記液晶層にはレンチキュラーレンズの機能
を発揮させ、２次元映像を観察者に認識させるための映
像が表示される領域に対応する箇所の前記液晶層には非
レンズ透明体としての機能を発揮させるべく前記電極へ
選択的に電圧供給を行うように構成されていてもよい。
【００１０】上記の構成であれば、３次元映像表示状態
と黒い縞を認識させず、またフル解像度の２次元映像表
示状態とを一つの画面上で混在させて形成することがで
きる。
【００１１】
【発明の実施の形態】（実施の形態１）以下、この発明
の実施の形態を図１に基づいて説明する。
【００１２】図１は、この実施の形態の２次元映像／３
次元映像互換型映像表示装置を示した平面断面図であ
る。この装置は、観察者Ａから近い順に、レンズ効果液
晶パネル３０、液晶表示パネル２０、及び平面光源であ
るバックライト１３を配置することにより構成されてい
る。
【００１３】前記の液晶表示パネル２０は、光出射側ガ
ラス基板６と、光入射側ガラス基板２と、これら基板
６，２間に充填された液晶層４と、前記光出射側ガラス
基板６の内面（液晶層４側）に形成された透明な共通電
極５と、前記光入射側ガラス基板２の内面（液晶層４
側）に形成された透明画素電極３と、前記光出射側ガラ
ス基板６の外面（光出射側面）に貼付された出射側偏光
板７と、前記光入射側ガラス基板２の外面（光入射側
面）に貼付された入射側偏光板１と、を有して成る。こ
の液晶表示パネル２０は、例えば、マトリクス駆動方式
により駆動され、前記透明画素電極３に画像信号に応じ
て電圧が印加されることによって画像を表示する。そし
て、液晶表示パネル２０に供給する映像信号を処理する
ことにより、画面の縦方向に並ぶ第１の画素群と、同じ
く画面の縦方向に並ぶ第２の画素群とを画面横方向に交
互に形成し、前記第１の画素群と第２の画素群とを互い
に視点が異なる左眼用の映像と右眼用の映像としたり、
或いは、前記第１の画素群と第２の画素群とを互いに視
点が同じ映像とすることが可能になっている。
【００１４】前記のレンズ効果液晶パネル３０は、光出
射側ガラス基板１２と、光入射側ガラス基板８と、これ
ら基板１２，８間に充填された液晶層（ネマティック液
晶）１０と、前記光出射側ガラス基板１２の内面（液晶
層１０側）に形成された透明な共通電極１１と、前記光
入射側ガラス基板８の内面（液晶層１０側）に形成され
た透明線状電極９とを有して成る。前記の透明線状電極
９は、画面縦方向に長く、画面横方向に所定ピッチ（液
晶表示パネル２０の２画素（Ｌ／Ｒ）に対応する）を有
して形成されている。
【００１５】液晶層１０の液晶分子は、前記電極１１，
９に電圧が印加されていないときにはガラス基板に平行
に一様に配向するため、当該液晶層１０は単なる透明体
（非レンズ透明体）として機能する。一方、液晶層１０
の液晶分子は、前記電極１１，９に微弱な電圧（５Ｖ以
下）を加えたときにおいては、隣り合う電極９，９間付
近で基板に平行に配向するが、電極１１に近づくほど基
板に対する傾きが大きくなる配向となり、凸レンズ機能
を呈する屈折率分布を生じる。従って、レンズ効果液晶
パネル３０は、その電極１１，９に微弱な電圧を加えら
れたとき、液晶表示パネル２０の２画素ピッチに対応し
た蒲鉾レンズ部分を有したレンチキュラーレンズとして
機能し、液晶表示パネル２０の左眼用画素（Ｌ）を観察
者Ａの左眼に、右眼用画素（Ｒ）を観察者の右眼にそれ
ぞれ導くことになる。
【００１６】電圧供給制御部３１は、２次元映像を観察
者に認識させるための映像（図１では左眼映像（Ｌ）を
採用している）が液晶表示パネル２０に表示されるとき
には、前記電極１１，９へは電圧印加を行わず、３次元
映像を観察者に認識させるための映像（Ｌ／Ｒ交互映
像）が液晶表示パネル２０に表示されるときには、前記
電極１１，９に対して微弱電圧を印加するようになって
いる。
【００１７】上記の構成であれば、２次元映像を観察者
に認識させるときには、前記電極１１，９への電圧供給
は停止され、前記レンズ効果液晶パネル３０の液晶層１
０はレンチキュラーレンズの機能の発揮を止めて非レン
ズ透明体として機能するから、観察者はレンチキュラー
レンズによる黒い縞を認識しないことになる。さらに、
フル解像度の映像を認識することができる。
【００１８】（実施の形態２）図２に示すように、この
実施の形態の２次元映像／３次元映像互換型映像表示装
置は、平面状のバックライト５１と、前記バックライト
５１の光出射側に配置され、縦ストライプ状の透光部ｅ
１と遮光部ｅ２とを交互に形成し、これら透光部ｅ１と
遮光部ｅ２とを所定ピッチずつ移動させることのできる
液晶シャッタ５２と、この液晶シャッタ５２の光出射側
に配置され、前記透光部ｅ１と遮光部ｅ２との各組に対
応した蒲鉾レンズ機能発生部５３ａを有して成るレンズ
効果液晶パネル５３と、このレンズ効果液晶パネル５３
の光出射側に配置された光透過型の液晶表示パネル５４
とを備える。
【００１９】液晶シャッタ５２は、例えば透明ガラスや
透明樹脂から成る透明基板２ａ，２ｂ間に強誘電性液晶
層５２ｅを設けている。透明基板５２ａ，５２ｂのうち
一方の内面側には、前記透光部ｅ１と遮光部ｅ２に対応
したピッチで透明導電膜がストライプパターン状に形成
され、他方の内面側には透明導電膜がベタパターンで形
成されている。透明基板５２ａ，５２ｂの各々の外面側
には、偏光板５２ｃ，５２ｄが貼付されている。
【００２０】図示しない制御部は、３次元映像を観察者
に認識させるときには、前記液晶表示パネル５４に左眼
用映像と右眼用映像とを時間的に交互に表示させる交互
表示制御と、この交互表示に同期させて前記液晶シャッ
タ５２における透光部ｅ１および遮光部ｅ２の所定ピッ
チ移動を行わせる制御（ストライプパターンの各透明電
極膜への通電制御）と、レンズ効果液晶パネル５３の図
示しない電極に微弱な電圧を加えて当該レンズ効果液晶
パネル５３をレンチキュラーレンズとして機能させる制
御と、を行う。その一方、２次元映像を観察者に認識さ
せるときには、液晶表示パネル５４に左眼用映像か右眼
用映像のいずれかを常時表示させるとともに、液晶シャ
ッタ５２においてはその全体を透光部とし、レンズ効果
液晶パネル５３におていは、微弱電圧の印加を止めて非
レンズ透明体として機能させる制御を行う。
【００２１】図２では、液晶シャッタ５２の透光部ｅ１
が観察者Ａの右眼Ｅ１に対応して形成されている状態を
示している。この状態で前記バックライト５１からの光
は前透光部ｅ１を通り、前記レンズ効果液晶パネル５３
における各蒲鉾レンズ機能部分の集光作用にて右眼Ｅ１
へと導かれ、このタイミングで前記液晶表示パネル５４
に右眼用の映像を表示しておくことで、この右眼用の画
像が右眼Ｅ１へと導かれる一方、左眼Ｅ２へは前記遮光
部ｅ２によって導かれないことになる。そして、透光部
ｅ１と遮光部ｅ２とを丁度入れ代えると、前記バックラ
イト５１からの光は所定ピッチずれた透光部を通り、前
記レンズ効果液晶パネル５３の各蒲鉾レンズ機能部の集
光作用にて左眼へと導かれ、このタイミングで前記液晶
表示パネル５４に左眼用の画像を表示しておくことで、
この左眼用の画像が左眼へと導かれる一方、右眼へは所
定ピッチずれた遮光部にて導かれないことになる。これ
を繰り返すことで、観察者Ａの右眼Ｅ１には右眼映像
が、左眼Ｅ２には左眼映像が交互に導かれ、観察者Ａは
立体映像を認識することができる。
【００２２】そして、２次元映像を観察者に認識させる
ときには、レンズ効果液晶パネル５３の電極への電圧供
給を停止することにより、レンズ効果液晶パネル５３の
液晶層はレンチキュラーレンズの機能の発揮を止めて非
レンズ透明体として機能するから、観察者はレンチキュ
ラーレンズによる黒い縞は認識しないことになる。さら
に、フル解像度の映像を認識することになる。
【００２３】なお、以上の実施の形態では、画面の全体
において２次元映像と３次元映像の切換表示を行うよう
にしたが、一つの画面内に２次元映像と３次元映像を混
在させて表示することも可能である。図３に示すよう
に、２次元映像／３次元映像互換型映像表示装置６１
は、２次元映像と３次元映像とが混在する映像信号、及
びレンズ効果液晶パネル６２における線状電極群のうち
どの線状電極群を選択するかを示す線状電極群選択情報
をコンピュータ６０から入力し、前記選択情報に基づい
てレンズ効果液晶パネル６２の所定領域にのみレンチキ
ュラーレンズ機能を発揮させる。
【００２４】前記の映像信号は、コンピュータ６０のビ
デオボード６０ａから表示装置６１の映像再生部６１ａ
に入力される。この映像再生部６１ａは、表示装置６１
の図示しない液晶表示パネルを前記映像信号に基づいて
駆動することになる。この例では、図に向かって画面右
半分については、右眼用映像と左眼用映像を縦ストライ
プ状に交互に表示し（３Ｄ表示）、画面左半分について
は左眼用画像のみを表示する（２Ｄ表示）。
【００２５】前記の線状電極群選択情報は、通信インタ
ーフェースであるＲＳ２３２ｃによって表示装置６１に
供給される。表示装置６１に設けられた駆動回路６１ｂ
は、選択情報をデコードした情報をインターフェース回
路６１ｃから入手し、この情報に従って所定の線状電極
群のみに微弱電圧を印加することになる。具体的には、
コンピュータ６０側で前記選択情報をコード化し、これ
をＲＳ２３２ｃを用いて表示装置６１に供給する。表示
装置６１のインターフェース回路６１ｃは、上記のコー
ドをデコードし、駆動回路６１ｂに線状電極群の微弱電
圧の印加／非印加情報を与える。駆動回路６１ｂは、印
加／非印加情報に従って線状電極群への微弱電圧の印加
を制御することになる。勿論、このような左右分割態様
に限らず、上下分割や上下左右の４分割、或いは中央部
分のみ２Ｄ映像又は３Ｄ映像とする分割態様も、線状電
極の群分け態様により、可能である。
【００２６】また、以上の実施の形態では直視タイプの
２次元映像／３次元映像互換型映像表示装置について示
したが、この発明は、これに限らず、投影タイプの２次
元映像／３次元映像互換型映像表示装置にも適用できる
ものである。更に、観察者の操作に基づいて前記レンズ
効果液晶パネルにおける電極への印加電圧値を制御する
印加電圧値制御手段を備えてもよいものである。これに
よれば、前記電極への印加電圧の調整により、レンズ効
果液晶パネルの液晶層がレンチキュラーレンズ機能を発
揮するときの各蒲鉾レンズ機能部分における焦点距離を
調節することが可能になるので、観察者は自己の操作で
自己の位置を適視位置にするといったことが可能にな
る。また、観察者の位置を検出する検出手段と、観察者
の位置が適視位置となるように前記電極への印加電圧値
を制御する印加電圧値制御手段とを備えてもよいもので
ある。これによれば、観察者の位置に応じて前記電極へ
の印加電圧が調整されることにより、液晶層がレンチキ
ュラーレンズ機能を発揮するときの各蒲鉾レンズ機能部
分における焦点距離が自動調節されることになり、いわ
ゆるヘッドトラッキングを実現し得る。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、２次元映像を観察者に認識させるときには、レンズ
効果液晶パネルの液晶層はレンチキュラーレンズの機能
の発揮を止めて非レンズ透明体として機能するから、レ
ンチキュラーレンズによる黒い縞を観察者に認識させな
い、且つ、フル解像度の映像を認識できる効果を奏す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の２次元映像／３
次元映像互換型映像表示装置を示す平面図である。
【図２】この発明の第２の実施の形態の２次元映像／３
次元映像互換型映像表示装置を示す平面図である。
【図３】同図（ａ）は図１又は図２の構成において一つ
の画面に２次元映像と３次元映像を混在させて表示する
場合の構成例を示した説明図であり、同図（ｂ）はその
機能ブロック図である。
【図４】従来のレンチキュラーレンズタイプの３次元映
像表示装置の概略構成を示した平面図である。
【符号の説明】
９ 透明線状電極 １０ 液晶層 １１ 共通電極 ３０ レンズ効果液晶パネル ３１ 電圧供給制御部 ５３ レンズ効果液晶パネル ６０ コンピュータ ６１ ２次元映像／３次元映像互換型映像表示装置 ６２ レンズ効果液晶パネル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｇ 3/36 Ｇ０９Ｇ 3/36 ５Ｃ０８２ 5/36 ５１０ 5/36 ５１０Ｖ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ａ １０２Ｂ (72)発明者 濱岸 五郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H088 EA06 HA06 HA26 HA28 MA01 5C006 AA01 BB11 BB14 BF16 EA01 EC11 EC12 FA04 5C058 AA06 AB03 BA35 BB25 5C061 AA06 AA07 AA27 AB12 AB17 AB24 5C080 AA10 BB05 CC04 DD07 DD21 EE17 FF13 GG08 JJ02 JJ06 5C082 AA01 AA37 BA12 BA47 MM05 MM10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 液晶層の一方の側に形成された透明な共
    通電極および他方の側に画面横方向に所定ピッチで形成
    された線状電極を備え、３次元映像を観察者に認識させ
    るためのレンチキュラーレンズの機能を前記液晶層にて
    発揮させる状態及び２次元映像を観察者に認識させるた
    めの非レンズ透明体の機能を前記液晶層にて発揮させる
    状態を選択的に形成するように構成されたレンズ効果液
    晶パネルと、このレンズ効果液晶パネルの前記電極への
    電圧の供給を制御する電圧供給制御手段と、を備えてい
    ることを特徴とする２次元映像／３次元映像互換型映像
    表示装置。
  2. 【請求項２】 ３次元映像を観察者に認識させるための
    映像と２次元映像を観察者に認識させるための映像とを
    一つの画面に混在させて表示させる映像信号生成手段を
    備えるとともに、前記電圧供給制御手段は、３次元映像
    を観察者に認識させるための映像が表示される領域に対
    応する箇所の前記液晶層にはレンチキュラーレンズの機
    能を発揮させ、２次元映像を観察者に認識させるための
    映像が表示される領域に対応する箇所の前記液晶層には
    非レンズ透明体としての機能を発揮させるべく前記電極
    へ選択的に電圧供給を行うように構成されていることを
    特徴とする請求項１に記載の２次元映像／３次元映像互
    換型映像表示装置。
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